EP0030639A1 - Lösbare elektrisch leitende Verbindung von Kabeln - Google Patents

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EP0030639A1
EP0030639A1 EP80107214A EP80107214A EP0030639A1 EP 0030639 A1 EP0030639 A1 EP 0030639A1 EP 80107214 A EP80107214 A EP 80107214A EP 80107214 A EP80107214 A EP 80107214A EP 0030639 A1 EP0030639 A1 EP 0030639A1
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cable
shaft
cam roller
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pressure element
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International Business Machines Corp
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/77—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/78—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to other flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/82—Coupling devices connected with low or zero insertion force
    • H01R12/85—Coupling devices connected with low or zero insertion force contact pressure producing means, contacts activated after insertion of printed circuits or like structures
    • H01R12/88—Coupling devices connected with low or zero insertion force contact pressure producing means, contacts activated after insertion of printed circuits or like structures acting manually by rotating or pivoting connector housing parts

Definitions

  • the invention relates to a releasable, electrically conductive cable connection, in particular for flat cables with contact surfaces arranged on a surface, with a shaft arranged adjacent to a cable insertion opening and rotatable into an active position by means of an actuating lever, a pressure element arranged on the shaft exerting a compressive force on the contact surfaces of the cable exercises.
  • Detachable cable connections in particular for flexible line plug connections between circuit units, usually consist of contact pins or springs which are inserted into corresponding spring-loaded sockets.
  • the dimensions of the springs in the sockets are kept somewhat smaller than the contact pins or springs are thick.
  • the invention has for its object to provide a detachable electrically conductive cable connection, in particular for flat cables, in which the connections can be made without effort, even if there is a larger number of contact connections to be made simultaneously.
  • This object has been achieved in a device of the type described above by the embodiment mentioned in claim 1.
  • the invention is based on a cable connection device as described in the IBM Technical Disclosure Bulletin, Volume 7, No. 9, page 742 is known. There, a cable insertion opening is provided, into which a flat cable that can be detachably connected to a line pattern is inserted, specifically between the line pattern and a spiral spring element. To establish the contact connection, an operating lever is pivoted, whereby the spiral spring is rotated and its effective force is increased.
  • connection according to the invention has the disadvantage that the cable is not inserted without resistance.
  • connection according to the invention has the advantage that cables with any number of contact surfaces can also be inserted without resistance and only then does the force for establishing the contact connection become effective.
  • the plug-in device according to the invention is therefore also particularly suitable for maintenance and replacement work “in the field”, that is to say on the machine at the place of use in the context of service work, troubleshooting and elimination, and the like. ⁇ ., where flat cables are used.
  • the connection according to the invention can also be used with great advantage for diagnostic device and measuring device connections and similar applications.
  • the device shown in the drawings consists of a housing 10, preferably made of plastic, which forms a chamber 11 in the lower region and in the upper region of which there is an opening 12 which is connected to the chamber 11. Furthermore, there is an insertion opening 13 for a lower flat cable 19 on one side of the housing 10 and an insertion opening 14 for an upper flat cable 20 on the other side, both insertion openings 13, 14 leading into the chamber 11.
  • a cam roller 16 is mounted eccentrically on a rotatable shaft 15 in the upper region of the housing 10 and extends over the entire length of the opening 12.
  • the cam roller 16 is provided with a jacket 17 made of synthetic rubber, the thickness of which is in the range from 0.5 to 1 .5 mm is selected, depending on the design of the cables to be connected.
  • the eccentric cam roller 16 can be rotated by means of an actuating lever 18 connected to the shaft 15.
  • the device described above is used for the electrical connection of the two flat cables 19 and 20.
  • Such flat cables are produced in different thicknesses and preferably consist of a polymeric material which is copper-coated and subsequently etched in order to form printed circuit conductors 21 in a specific pattern receive. These are connected to a row of gold contacts 22 which are applied to the surface of the flat cable near the end.
  • the gold contacts 22 are usually about 0.37 to 0.5 mm wide and 0.75 to 1.8 mm long.
  • the thickness of the flat cable 19, 20 is usually in the range of 0.25 to 0.35 mm, so that due to their elasticity they are particularly suitable for connecting printed circuit boards, e.g. As such printed circuit boards, the different patterns of the input and A have usgangs gleiche. They are also used to connect planar printed circuit boards to the corresponding contacts in the computer frame in which they are used.
  • Fig. 2 which shows the parts of Fig. 1 for clarification in about three times the starting position of the actuating lever 18 is shown in dashed lines, in which the cam roller 16 is in its "open" upper position, as also drawn in dashed lines.
  • the flat cable 19 is first inserted into the insertion opening 13 as far as possible, with the gold contacts 22 facing upwards.
  • the flat cable 20 is then inserted into the insertion opening 14 on the opposite side of the device, in such a way that the gold contacts 22 lie on the underside. Here, it slides with the gold contacts 22 to the corresponding contacts on the surface of the flat cable 19.
  • the flat cable 20 is pushed as far as possible in the chamber 11, wherein the strength in F. 2 marked with 23, shown in dashed lines.
  • the gold contacts 22 of both flat cables 19, 20 are now covered.
  • the actuating lever 18 is actuated clockwise, so that the cam roller 16 exerts increasing pressure on the top of the flat cable 20 and the gold contacts 22, which are opposed in pairs, are pressed more and more against one another.
  • the flat cable 20 executes a horizontal movement to the left, so that between the gold contact pairs 22 a thrust movement is generated, which results in both a cleaning effect and a particularly intimate contact of the contact surfaces.
  • the actuation lever 18 After actuation of the actuation lever 18 by an angle of 180 ° , it abuts a stop surface 24 of the housing 10, and now the contact pairs have reached their final position in relation to one another in the contact region 25.
  • the horizontal pushing movement of the flat cable 20 is approximately 0.75 to 1.25 mm.
  • the operating lever 18 is pivoted counterclockwise by 180 ° into its starting position, as a result of which the two flat cables 19 and 20 are released and can be pulled out as a result of the cam roller 16 being lifted off.
  • the jacket 17 on the cam roller 16 is able to compensate for certain differences in thickness in the contact surface area and thus ensures a uniform pressure force. Furthermore, the contact transition between the two flat cables 19, 20 is influenced extremely favorably by the pushing movement between the contact surfaces in the course of the closing movement of the actuating lever 18.

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Zur Herstellung einer lösbaren Kontaktverbindung zwischen den Kontaktflächen (22) von Flachkabeln (19, 20) übt eine exzentrische Nockenwalze (16) bei ihrer Betätigung auf die Kontaktflächen (22) eines Kabelpaares (19, 20) eine Druckkraft aus. Die Nockenwalze (16) ist mit einem Mantel (17) hoher Reibung überzogen und überträgt während ihrer Einstelldrehbewegung auch eine tangentiale Mitnahmekraft auf das obere Kabel (20), in deren Folge zwischen den einander aufliegenden Kontaktflächen (22) gleichzeitig eine Schubbewegung erzeugt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine lösbare elektrisch leitende Kabelverbindung, insbesondere für Flachkabel mit auf einer Oberfläche angeordneten Kontaktflächen, mit einer benachbart zu einer Kabeleinschuböffnung angeordneten, mittels eines Betätigungshebels in eine Wirklage drehbaren Welle, wobei ein an der Welle angeordnetes Druckelement eine Druckkraft auf die Kontaktflächen des Kabels ausübt.
  • Lösbare Kabelverbindungen, insbesondere für flexible Leitungssteckverbindungen zwischen Schaltungseinheiten, bestehen üblicherweise aus Kontaktstiften oder -federn, die in entsprechende gefederte Buchsen eingesteckt werden. Zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Federkraft für die Gewährleistung der Kontaktverbindung werden hierbei die Abmessungen der Federn in den Buchsen etwas geringer gehalten als die Kontaktstifte bzw. -federn dick sind. Diese bekannten Kontaktanordnungen haben den Nachteil, daß, wenn eine größere Zahl von Kontaktstiften gleichzeitig eingeschoben werden muß, ein erheblicher Kraftaufwand zum Einschieben der Kontakte erforderlich ist. Weiterhin können Probleme auftreten, wenn durch häufiges Einschieben und Herausziehen die Federelemente im Laufe der Zeit einem gewissen Verschleiß ausgesetzt sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare elektrisch leitende Kabelverbindung, insbesondere für Flachkabel zu schaffen, bei welcher die Herstellung der Verbindungen ohne Kraftaufwand möglich ist, auch wenn es sich um eine größere Anzahl gleichzeitig herzustellender Kontaktverbindungen handelt. Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der oben beschriebenen Gattung durch die im Patentanspruch 1 genannte Ausführung gelöst worden. Hierbei geht die Erfindung von einer Kabelverbindungseinrichtung aus, wie sie aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 7, Nr. 9, Seite 742 bekannt ist. Dort ist eine Kabeleinschuböffnung vorgesehen, in die ein mit einem Leitungsmuster lösbar zu verbindendes Flachkabel eingeschoben wird, und zwar zwischen das Leitungsmuster und ein spiralförmiges Federelement. Zur Herstellung der Kontaktverbindung wird ein Betätigungshebel geschwenkt, wodurch die spiralförmige Feder gedreht und ihre wirksame Kraft erhöht wird. Auch diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß das Einschieben des Kabels nicht widerstandsfrei erfolgt. Demgegenüber bietet die erfindungsgemäße Verbindung den Vorteil, daß auch Kabel mit einer beliebigen Anzahl von Kontaktflächen widerstandsfrei eingeschoben werden können und erst anschließend die Kraft zur Herstellung der Kontaktverbindung wirksam wird. Die erfindungsgemäße Steckvorrichtung eignet sich somit insbesondere auch für Wartungs- und Austauscharbeiten "im Feld", d. h. an der am Einsatzort stehenden Maschine im Rahmen von Servicearbeiten, Fehlersuche und -beseitigung u. ä., bei denen Flachkabel Verwendung finden. Aber auch für Diagnosegeräte- und Meßgeräte-Anschlüsse und ähnliche Anwendungen ist die erfindungsgemäße Verbindung mit großem Vorteil einsetzbar.
  • Ein zusätzlicher Vorteil beim Einsatz der Anordnung nach der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die miteinander zu verbindenden Kontaktflächen eine relative Schubbewegung ausführen, wenn durch die Hebelbewegung der Kontakt hergestellt wird; dadurch wird eine besonders zuverlässige Kontaktverbindung gewährleistet.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Verbindungseinrichtung zum Verbinden zweier Flachkabel vor dem Einschieben der Flachkabel, und
    • Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1 nach dem Einschieben der Kabel und dem Betätigen der Vorrichtung.
  • Die in den Zeichnungen dargestellte Einrichtung besteht aus einem vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Gehäuse 10, welches im unteren Bereich eine Kammer 11 bildet, und in deren oberem Bereich sich eine Öffnung 12 befindet, die mit der Kammer 11 in Verbindung steht. Weiterhin befindet sich an der einen Seite des Gehäuses 10 eine Einschuböffnung 13 für ein unteres Flachkabel 19 und an der anderen Seite eine Einschuböffnung 14 für ein oberes Flachkabel 20, wobei beide Einschuböffnungen 13, 14 in die Kammer 11 führen.
  • Auf einer drehbaren Welle 15 im oberen Bereich des Gehäuses 10 ist eine Nockenwalze 16 exzentrisch gelagert und verläuft über die gesamte Länge der Öffnung 12. Die Nockenwalze 16 ist mit einem Mantel 17 aus synthetischem Gummi versehen, dessen Dicke im Bereich von 0,5 bis 1,5 mm gewählt ist, je nach Ausführung der zu verbindenden Kabel. Mittels eines mit der Welle 15 verbundenen Betätigungshebels 18 kann die exzentrische Nockenwalze 16 gedreht werden.
  • Die oben beschriebene Einrichtung dient zur elektrischen Verbindung der beiden Flachkabel 19 und 20. Derartige Flachkabel werden in unterschiedlicher Dicke hergestellt und bestehen vorzugsweise aus einem polymeren Werkstoff, welcher kupferbeschichtet ist und anschließend geätzt wird, um Gedruckte-Schaltungs-Leiter 21 in einem bestimmten Muster zu erhalten. Diese sind mit einer Reihe Goldkontakte 22 verbunden, die auf der Oberfläche des Flachkabels nahe dem Ende aufgebracht sind. Die Goldkontakte 22 sind üblicherweise etwa 0,37 bis 0,5 mm breit und 0,75 bis 1,8 mm lang. Die Dicke der Flachkabel 19, 20 liegt üblicherweise im Bereich von 0,25 bis 0,35 mm, so daß sie infolge ihrer Elastizität zur Verbindung von gedruckten Schaltungskarten besonders geeignet sind, z. B. solchen gedruckten Schaltungskarten, die unterschiedliche Muster der Eingangs- und Ausgangskontakte haben. Sie werden aber auch dazu verwendet, planare gedruckte Schaltungskarten an die entsprechenden Kontakte im Computerrahmen anzuschließen, in den sie eingesetzt werden.
  • In Fig. 2, welche zur Verdeutlichung die Teile nach Fig. 1 in etwa dreifacher Vergrößerung zeigt, ist die Ausgangslage des Betätigungshebels 18 gestrichelt dargestellt, in welcher sich die Nockenwalze 16 in ihrer "geöffneten" oberen Lage befindet, wie gleichfalls gestrichelt gezeichnet.
  • Zum Verbinden der Flachkabel 19 und 20 wird zunächst das Flachkabel 19, mit den Goldkontakten 22 nach oben, in die Einschuböffnung 13 so weit wie möglich eingeschoben. Sodann schiebt man das Flachkabel 20 in die Einschuböffnung 14 an der entgegengesetzten Seite der Einrichtung ein, und zwar in einer Ausrichtung, daß die Goldkontakte 22 an der Unterseite liegen. Hierbei gleitet sie mit den Goldkontakten 22 auf den entsprechenden Kontakten auf der Oberfläche des Flachkabels 19. Auch das Flachkabel 20 wird so weit wie möglich in die Kammer 11 hineingeschoben, wobei es die in Fig. 2 mit 23 gekennzeichnete, gestrichelt dargestellte Position einnimmt. Die Goldkontakte 22 beider Flachkabel 19, 20 liegen nun aufeinandergedeckt. Nun wird der Betätigungshebel 18 im Uhrzeigersinn betätigt, so daß die Nockenwalze 16 einen wachsenden Druck auf die Oberseite des Flachkabels 20 ausübt und die paarweise einander gegenüberliegenden Goldkontakte 22 mehr und mehr aufeinandergepresst werden. Gleichzeitig führt infolge der Drehbewegung der Nockenwalze 16 das Flachkabel 20 eine Horizontalbewegung nach links aus, so daß zwischen den Goldkontaktpaaren 22 eine Schubbewegung erzeugt wird, welche sowohl einen Reinigungseffekt als auch eine besonders innige Berührung der Kontaktflächen zur Folge hat. Nach der Betätigung des Betätigungshebels 18 um einen Winkel von 1800 stößt dieser an einer Anschlagfläche 24 des Gehäuses 10 an, und nun haben im Kontaktbereich 25 die Kontaktpaare ihre endgültige Lage zueinander erreicht. Je nach Bemessung der Nockenwalze 16 beträgt die Horizontalschubbewegung des Flachkabels 20 etwa 0,75 bis 1,25 mm.
  • Mit dem Erreichen der Endstellung des Betätigungshebels 18 an der Anschlagfläche 24 ist der höchste Bereich der Nokkenwalze 16 bereits etwas überschritten, was durch das synthetische Material des Mantels 17 der Nockenwalze 16 unterstützt wird, so daß der Hebel 18 in seiner Endstellung festgehalten und auf die Kontakte der Flachkabel 19, 20 eine gleichbleibende Kraft ausgeübt wird. Die Größe dieser Kraft kann maßgeblich beeinflußt werden durch die Wahl des Materials und der Dicke des Mantels 17 der Nockenwalze 16.
  • Zum Lösen der Flachkabel 19, 20 wird der Betätigungshebel 18 entgegen dem Uhrzeigersinn um 1800 in seine Ausgangslage zurückgeschwenkt, wodurch infolge des Abhebens der Nockenwalze 16 die beiden Flachkabel 19 und 20 freigegeben werden und herausgezogen werden können.
  • Es ist zu bemerken, daß der Mantel 17 auf der Nockenwalze 16 gewisse Dickenunterschiede im Kontaktflächenbereich auszugleichen vermag und somit eine gleichmäßige Druckkraft gewährleistet. Weiterhin wird durch die Schubbewegung zwischen den Kontaktflächen im Verlauf der Schließbewegung des Betätigungshebels 18 der Kontaktübergang zwischen den beiden Flachkabeln 19, 20 außerordentlich günstig beeinflußt.

Claims (4)

1. Lösbare elektrisch leitende Kabelverbindung, insbesondere für Flachkabel (19, 20) mit auf einer Oberfläche angeordneten Kontaktflächen (22), mit einer benachbart zu einer Kabeleinschuböffnung (13, 14) angeordneten, mittels eines Betätigungshebels (18) in eine Wirklage drehbaren Welle (15), wobei ein an der Welle (15) angeordnetes Druckelement eine Druckkraft auf die Kontaktflächen (22) des Kabels (20) ausübt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckelement als an der Welle (15) exzentrisch befestigte, mit einem Mantel (17) hoher Reibung überzogene Nockenwalze (16) ausgebildet ist, welche während ihrer Einstellbewegung in die Wirklage mittels der auf das Kabel (20) ausgeübten tangentialen Mitnahmekraft gleichzeitig eine Schubbewegung zwischen den zu verbindenden Kontaktflächen (22) erzeugt.
2. Verbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an gegenüberliegenden Seiten je eine Einschuböffnung (13, 14) für ein unteres (19) bzw. ein oberes Kabel (20) mit den Kontaktflächen (22) auf der oberen bzw. unteren Seite angeordnet ist, wobei die Nockenwalze (16) bei Betätigung des Betätigungshebels (18) auf das obere Kabel (20), dieses verschiebend, wirksam ist.
3. Verbindung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel (17) der Nockenwalze (16) aus synthetischem Gummi besteht.
4. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß am Gehäuse (10) eine Anschlagfläche (24) für den Betätigungshebel (18) angeordnet ist, und daß in der Betätigungsstellung des Betätigungshebels (18) an der Anschlagfläche (24) der höchste Bereich der Nockenwalze (16) überschritten ist.
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